第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件

第三章滅菌技術(shù)第三章滅菌技術(shù)1本章學(xué)習(xí)目的和要求1、了解培養(yǎng)基滅菌的原理、發(fā)酵培養(yǎng)液的無(wú)菌檢查方法、空氣除菌原理。2、熟悉空氣過(guò)濾除菌的流程和常見設(shè)備滅菌。3、掌握常用的滅菌方法和原理、培養(yǎng)基分批滅菌和連續(xù)滅菌的操作流程、發(fā)酵用空氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。本章學(xué)習(xí)目的和要求1、了解培養(yǎng)基滅菌的原理、發(fā)酵培養(yǎng)液的無(wú)菌2假如你是某單位化驗(yàn)室的檢驗(yàn)員，進(jìn)行微生物檢驗(yàn)時(shí)，不知什么原因培養(yǎng)基已受到污染，你并不知道，繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)操作時(shí)，結(jié)果將如何？有哪些原因?qū)е挛廴?？如何避免？假如你是某單位化?yàn)室的檢驗(yàn)員，進(jìn)行微生物檢驗(yàn)時(shí)，不知什么原因3在發(fā)酵生產(chǎn)中，雜菌污染的后果有哪些？1、雜菌會(huì)使反應(yīng)的基質(zhì)或產(chǎn)物消耗，造成產(chǎn)率下降；2、雜菌分泌一些有毒副作用的物質(zhì)，會(huì)抑制發(fā)酵菌生長(zhǎng)，或嚴(yán)重改變培養(yǎng)液性質(zhì)，或抑制產(chǎn)物生物合成；3、有的雜菌還會(huì)產(chǎn)生某些能破壞所需代謝產(chǎn)物的酶類；4、發(fā)生噬菌體污染，微生物細(xì)胞被裂解，而使生產(chǎn)失敗等。

在發(fā)酵生產(chǎn)中，雜菌污染的后果有哪些？1、雜菌會(huì)使反應(yīng)的基質(zhì)或4第一節(jié)滅菌滅菌:用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中所有微生物的過(guò)程。包括營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢和孢子。消毒:用物理或化學(xué)方法殺死空氣、地表以及容器和器具表面的病源微生物。一般只能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死細(xì)菌芽孢。除菌:用過(guò)濾方法除去空氣或液體中的微生物及其孢子。防腐:用物理或化學(xué)方法抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。（低溫、高滲、缺氧、高酸度、干燥、防腐劑）第一節(jié)滅菌滅菌:用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中所有微5一、常用滅菌方法1、化學(xué)物質(zhì)（藥劑）滅菌

化學(xué)藥劑：乙醇、甲醛、苯扎溴胺（新潔爾滅）、戊二醛、漂白粉、苯酚、高錳酸鉀等

適用范圍：環(huán)境空氣、皮膚及器械表面消毒2、輻射滅菌

紫外線、高能量電磁輻射或放射性物質(zhì)

適用范圍：物品表面、無(wú)菌室、培養(yǎng)室等

3、干熱滅菌細(xì)胞氧化、體內(nèi)蛋白質(zhì)變形、電解質(zhì)濃縮

滅菌條件為160~170℃下保溫1~2h

適用范圍：金屬或玻璃器皿一、常用滅菌方法1、化學(xué)物質(zhì)（藥劑）滅菌6一、常用滅菌方法4、濕熱滅菌法

利用飽和蒸汽進(jìn)行滅菌

條件為：121℃，30min

適用范圍：廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌

例：高壓滅菌鍋5、過(guò)濾除菌法利用過(guò)濾方法截留微生物適用范圍：澄清液體和氣體除菌一、常用滅菌方法4、濕熱滅菌法7化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑8輻射滅菌（無(wú)菌室）輻射滅菌（無(wú)菌室）9干熱滅菌（例：烘箱）干熱滅菌（例：烘箱）10輻射滅菌（菌種培養(yǎng)室）輻射滅菌（菌種培養(yǎng)室）11濕熱滅菌（高壓滅菌鍋）濕熱滅菌（高壓滅菌鍋）12二、培養(yǎng)基的滅菌培養(yǎng)基的滅菌常用濕熱滅菌法，包括實(shí)罐滅菌（實(shí)消）和連續(xù)滅菌（連消）兩種方法。濕熱滅菌原理：由于蒸汽具有很強(qiáng)的穿透力，易于傳遞熱量，而且在冷凝時(shí)釋放大量的潛能，使微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、酶和核酸分子內(nèi)部的化學(xué)鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的變性，導(dǎo)致微生物死亡。二、培養(yǎng)基的滅菌培養(yǎng)基的滅菌常用濕熱滅菌法，包括實(shí)罐滅菌（實(shí)13二、培養(yǎng)基的滅菌（表3-2）二、培養(yǎng)基的滅菌（表3-2）14(一)微生物的死亡速率與理論滅菌時(shí)間1、微生物的熱阻

致死溫度：殺死微生物的極限溫度。

致死時(shí)間：在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時(shí)間。

熱阻：對(duì)熱的抵抗力，指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時(shí)間。

相對(duì)熱阻：幾種微生物對(duì)熱的相對(duì)抵抗能力。指微生物在某一特定條件下的致死時(shí)間與另一微生物在相同條件下的致死時(shí)間的比值。(一)微生物的死亡速率與理論滅菌時(shí)間1、微生物的熱阻15表3-3微生物對(duì)濕熱的相對(duì)抵抗力表3-3微生物對(duì)濕熱的相對(duì)抵抗力16表3-4不同溫度下濕熱滅菌殺死芽孢所需時(shí)間為確保滅菌徹底，滅菌時(shí)間加50%保險(xiǎn)系數(shù)。表3-4不同溫度下濕熱滅菌殺死芽孢所需時(shí)間為確保滅菌徹底，172、微生物的熱死規(guī)律——對(duì)數(shù)殘留定律對(duì)數(shù)殘留定律：培養(yǎng)及中的微生物受熱死亡的速率與任一瞬間殘存的微生物數(shù)量成正比。式中N——培養(yǎng)基中殘存活菌數(shù)；t——受熱時(shí)間（min）；k——反應(yīng)速率常數(shù)(又稱比死亡速率常數(shù)，min-1；與滅菌溫度、菌種特性有關(guān))2、微生物的熱死規(guī)律——對(duì)數(shù)殘留定律對(duì)數(shù)殘留定律：培養(yǎng)及中的18對(duì)數(shù)殘留定律式中N0——滅菌開始時(shí)原有的菌數(shù)（個(gè)）；Nt——滅菌結(jié)束時(shí)殘留的菌數(shù)（個(gè)）。當(dāng)Nt=0時(shí)，t=∞，既無(wú)意義，也不可能。常采用的Nt=0.001(1000批次滅菌中只有1批失敗)在相同溫度下，k值越小，該微生物越耐熱（熱阻越大）。對(duì)數(shù)殘留定律式中N0——滅菌開始時(shí)原有的菌數(shù)（個(gè)）；19表3-5121℃下不同細(xì)菌芽孢的k值表3-5121℃下不同細(xì)菌芽孢的k值203、實(shí)際滅菌時(shí)間的確定滅菌時(shí)間取決于培養(yǎng)基中所含原有菌數(shù)（N

0）、滅菌時(shí)殘留的菌數(shù)（Nt）和反應(yīng)速率常數(shù)k。濕熱滅菌時(shí)間和溫度還要受到培養(yǎng)基質(zhì)量、雜菌濃度、雜菌種類、培養(yǎng)基pH等因素的影響。3、實(shí)際滅菌時(shí)間的確定滅菌時(shí)間取決于培養(yǎng)基中所含原有菌數(shù)（N21(二)培養(yǎng)基的分批滅菌(實(shí)罐滅菌、實(shí)消)分批滅菌就是指將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他容器中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起加熱，達(dá)到滅菌要求的溫度和壓力后維持一段時(shí)間，再冷卻至發(fā)酵要求溫度的操作過(guò)程。也稱實(shí)罐滅菌或間歇滅菌。過(guò)程：升溫、保溫和冷卻三個(gè)階段。各階段對(duì)滅菌的貢獻(xiàn)：20%、75%、5%

(二)培養(yǎng)基的分批滅菌(實(shí)罐滅菌、實(shí)消)分批滅菌就是指將配制22第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件23第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件24第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件25第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件26第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件27第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件28第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件29第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件30第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件31第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件32第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件33第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件34第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件35第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件36第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件37第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件38第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件39第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件40第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件41第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件42第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件43第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件44第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件45第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件46第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件47第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件48第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件49第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件50第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件51第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件52第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件53第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件54第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件55第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件56第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件57第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件58第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件59第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件60第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件61第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件62第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件63第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件64第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件65第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件66第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件67第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件68第三章滅菌技術(shù)第三章滅菌技術(shù)69本章學(xué)習(xí)目的和要求1、了解培養(yǎng)基滅菌的原理、發(fā)酵培養(yǎng)液的無(wú)菌檢查方法、空氣除菌原理。2、熟悉空氣過(guò)濾除菌的流程和常見設(shè)備滅菌。3、掌握常用的滅菌方法和原理、培養(yǎng)基分批滅菌和連續(xù)滅菌的操作流程、發(fā)酵用空氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。本章學(xué)習(xí)目的和要求1、了解培養(yǎng)基滅菌的原理、發(fā)酵培養(yǎng)液的無(wú)菌70假如你是某單位化驗(yàn)室的檢驗(yàn)員，進(jìn)行微生物檢驗(yàn)時(shí)，不知什么原因培養(yǎng)基已受到污染，你并不知道，繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)操作時(shí)，結(jié)果將如何？有哪些原因?qū)е挛廴?？如何避免？假如你是某單位化?yàn)室的檢驗(yàn)員，進(jìn)行微生物檢驗(yàn)時(shí)，不知什么原因71在發(fā)酵生產(chǎn)中，雜菌污染的后果有哪些？1、雜菌會(huì)使反應(yīng)的基質(zhì)或產(chǎn)物消耗，造成產(chǎn)率下降；2、雜菌分泌一些有毒副作用的物質(zhì)，會(huì)抑制發(fā)酵菌生長(zhǎng)，或嚴(yán)重改變培養(yǎng)液性質(zhì)，或抑制產(chǎn)物生物合成；3、有的雜菌還會(huì)產(chǎn)生某些能破壞所需代謝產(chǎn)物的酶類；4、發(fā)生噬菌體污染，微生物細(xì)胞被裂解，而使生產(chǎn)失敗等。

在發(fā)酵生產(chǎn)中，雜菌污染的后果有哪些？1、雜菌會(huì)使反應(yīng)的基質(zhì)或72第一節(jié)滅菌滅菌:用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中所有微生物的過(guò)程。包括營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞、細(xì)菌芽孢和孢子。消毒:用物理或化學(xué)方法殺死空氣、地表以及容器和器具表面的病源微生物。一般只能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死細(xì)菌芽孢。除菌:用過(guò)濾方法除去空氣或液體中的微生物及其孢子。防腐:用物理或化學(xué)方法抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖。（低溫、高滲、缺氧、高酸度、干燥、防腐劑）第一節(jié)滅菌滅菌:用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中所有微73一、常用滅菌方法1、化學(xué)物質(zhì)（藥劑）滅菌

化學(xué)藥劑：乙醇、甲醛、苯扎溴胺（新潔爾滅）、戊二醛、漂白粉、苯酚、高錳酸鉀等

適用范圍：環(huán)境空氣、皮膚及器械表面消毒2、輻射滅菌

紫外線、高能量電磁輻射或放射性物質(zhì)

適用范圍：物品表面、無(wú)菌室、培養(yǎng)室等

3、干熱滅菌細(xì)胞氧化、體內(nèi)蛋白質(zhì)變形、電解質(zhì)濃縮

滅菌條件為160~170℃下保溫1~2h

適用范圍：金屬或玻璃器皿一、常用滅菌方法1、化學(xué)物質(zhì)（藥劑）滅菌74一、常用滅菌方法4、濕熱滅菌法

利用飽和蒸汽進(jìn)行滅菌

條件為：121℃，30min

適用范圍：廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌

例：高壓滅菌鍋5、過(guò)濾除菌法利用過(guò)濾方法截留微生物適用范圍：澄清液體和氣體除菌一、常用滅菌方法4、濕熱滅菌法75化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑76輻射滅菌（無(wú)菌室）輻射滅菌（無(wú)菌室）77干熱滅菌（例：烘箱）干熱滅菌（例：烘箱）78輻射滅菌（菌種培養(yǎng)室）輻射滅菌（菌種培養(yǎng)室）79濕熱滅菌（高壓滅菌鍋）濕熱滅菌（高壓滅菌鍋）80二、培養(yǎng)基的滅菌培養(yǎng)基的滅菌常用濕熱滅菌法，包括實(shí)罐滅菌（實(shí)消）和連續(xù)滅菌（連消）兩種方法。濕熱滅菌原理：由于蒸汽具有很強(qiáng)的穿透力，易于傳遞熱量，而且在冷凝時(shí)釋放大量的潛能，使微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、酶和核酸分子內(nèi)部的化學(xué)鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的變性，導(dǎo)致微生物死亡。二、培養(yǎng)基的滅菌培養(yǎng)基的滅菌常用濕熱滅菌法，包括實(shí)罐滅菌（實(shí)81二、培養(yǎng)基的滅菌（表3-2）二、培養(yǎng)基的滅菌（表3-2）82(一)微生物的死亡速率與理論滅菌時(shí)間1、微生物的熱阻

致死溫度：殺死微生物的極限溫度。

致死時(shí)間：在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時(shí)間。

熱阻：對(duì)熱的抵抗力，指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時(shí)間。

相對(duì)熱阻：幾種微生物對(duì)熱的相對(duì)抵抗能力。指微生物在某一特定條件下的致死時(shí)間與另一微生物在相同條件下的致死時(shí)間的比值。(一)微生物的死亡速率與理論滅菌時(shí)間1、微生物的熱阻83表3-3微生物對(duì)濕熱的相對(duì)抵抗力表3-3微生物對(duì)濕熱的相對(duì)抵抗力84表3-4不同溫度下濕熱滅菌殺死芽孢所需時(shí)間為確保滅菌徹底，滅菌時(shí)間加50%保險(xiǎn)系數(shù)。表3-4不同溫度下濕熱滅菌殺死芽孢所需時(shí)間為確保滅菌徹底，852、微生物的熱死規(guī)律——對(duì)數(shù)殘留定律對(duì)數(shù)殘留定律：培養(yǎng)及中的微生物受熱死亡的速率與任一瞬間殘存的微生物數(shù)量成正比。式中N——培養(yǎng)基中殘存活菌數(shù)；t——受熱時(shí)間（min）；k——反應(yīng)速率常數(shù)(又稱比死亡速率常數(shù)，min-1；與滅菌溫度、菌種特性有關(guān))2、微生物的熱死規(guī)律——對(duì)數(shù)殘留定律對(duì)數(shù)殘留定律：培養(yǎng)及中的86對(duì)數(shù)殘留定律式中N0——滅菌開始時(shí)原有的菌數(shù)（個(gè)）；Nt——滅菌結(jié)束時(shí)殘留的菌數(shù)（個(gè)）。當(dāng)Nt=0時(shí)，t=∞，既無(wú)意義，也不可能。常采用的Nt=0.001(1000批次滅菌中只有1批失敗)在相同溫度下，k值越小，該微生物越耐熱（熱阻越大）。對(duì)數(shù)殘留定律式中N0——滅菌開始時(shí)原有的菌數(shù)（個(gè)）；87表3-5121℃下不同細(xì)菌芽孢的k值表3-5121℃下不同細(xì)菌芽孢的k值883、實(shí)際滅菌時(shí)間的確定滅菌時(shí)間取決于培養(yǎng)基中所含原有菌數(shù)（N

0）、滅菌時(shí)殘留的菌數(shù)（Nt）和反應(yīng)速率常數(shù)k。濕熱滅菌時(shí)間和溫度還要受到培養(yǎng)基質(zhì)量、雜菌濃度、雜菌種類、培養(yǎng)基pH等因素的影響。3、實(shí)際滅菌時(shí)間的確定滅菌時(shí)間取決于培養(yǎng)基中所含原有菌數(shù)（N89(二)培養(yǎng)基的分批滅菌(實(shí)罐滅菌、實(shí)消)分批滅菌就是指將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他容器中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起加熱，達(dá)到滅菌要求的溫度和壓力后維持一段時(shí)間，再冷卻至發(fā)酵要求溫度的操作過(guò)程。也稱實(shí)罐滅菌或間歇滅菌。過(guò)程：升溫、保溫和冷卻三個(gè)階段。各階段對(duì)滅菌的貢獻(xiàn)：20%、75%、5%

(二)培養(yǎng)基的分批滅菌(實(shí)罐滅菌、實(shí)消)分批滅菌就是指將配制90第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件91第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件92第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件93第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件94第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件95第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件96第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件97第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件98第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件99第三章滅菌技術(shù)(發(fā)酵工程)課件100